BIM在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

吳玉洋

摘要：作為建筑工程設(shè)計(jì)中系統(tǒng)化接收各項(xiàng)提資的最終專業(yè)，電氣專業(yè)需要大量接受各種信息。當(dāng)其他專業(yè)提供的信息發(fā)生變更時(shí)，很可能出現(xiàn)信息的傳遞失誤與遺漏。傳統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)二維平面圖，核心關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)信息彼此隔斷，需要人為辨識(shí)其中的邏輯關(guān)系。而在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)（建筑信息模型，Building Information Modeling），不僅能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，還能實(shí)現(xiàn)電氣與其他各專業(yè)之間的協(xié)同與數(shù)據(jù)信息共享，減少配合失誤，提高設(shè)計(jì)效率，為后續(xù)工作提供指導(dǎo)信息。本文將在概述BIM技術(shù)與建筑電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展的展望進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：BIM;建筑電氣設(shè)計(jì);應(yīng)用現(xiàn)狀;展望

1 BIM技術(shù)與建筑電氣設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)是一種通過(guò)整合建筑工程各種信息而建立起建筑信息模型，然后在該虛擬建筑工程三維模型的基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)為該模型構(gòu)建出一個(gè)完整的、與現(xiàn)實(shí)情況相一致的工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)囊括了工程建設(shè)設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行全過(guò)程的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑工程信息的高度集成化。在設(shè)計(jì)方面，BIM建筑信息模型可以視為一種表達(dá)設(shè)計(jì)人員構(gòu)思成果的方式，其將以往由圖紙表達(dá)的設(shè)計(jì)以一種三維模型方式呈現(xiàn)出來(lái)，在信息量上也較以往設(shè)計(jì)方式有了質(zhì)的提升。目前，BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)方面集中于管綜排布、協(xié)同設(shè)計(jì)、室內(nèi)照明模擬等方面，尤其在管綜排布方面，BIM彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上空間關(guān)系表達(dá)的真空。不僅如此，BIM技術(shù)使建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了“三維+信息+n”的轉(zhuǎn)變，使建筑電氣設(shè)計(jì)更加具象、明確、直觀，也為建筑電氣建設(shè)施工中的協(xié)同配合提供了更有效的參考依據(jù)，有助于設(shè)計(jì)師成果的轉(zhuǎn)化?？梢哉f(shuō)，BIM技術(shù)給建筑電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)深刻變革。

2 BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外項(xiàng)目建設(shè)工程周期較長(zhǎng)、設(shè)計(jì)相對(duì)精細(xì)且單位產(chǎn)值較高，設(shè)計(jì)單位有足夠時(shí)間和精力實(shí)現(xiàn)和完善BIM電氣設(shè)計(jì)，因此相比國(guó)內(nèi)，國(guó)外的BIM應(yīng)用案例相對(duì)較多且經(jīng)驗(yàn)更豐富，研究更為深入。目前國(guó)外應(yīng)用研究主要在案例分析研究.BIM電氣優(yōu)勢(shì)討論、以及MEP模型優(yōu)化及處理方法研究等方面，本文選取了部分國(guó)外論文研究現(xiàn)況進(jìn)行了討論。ThomasM.Korman等人通過(guò)案例優(yōu)化了BIM.模型對(duì)MEP協(xié)調(diào)處理，為運(yùn)用建模軟件與信息技術(shù)修正提供基礎(chǔ)。VamsiSaiKalasapudi等人則提出了一種用于分析MEP組件自動(dòng)空間變化分析的新的圖形關(guān)系庫(kù)框架，該框架提取了3D點(diǎn)云的對(duì)象空間關(guān)系，利用目標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)系架構(gòu)和BIM模型融合3D數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)BIM。MahmoudAlahmad等人整合了實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)RTM與BIM軟件，在建筑物的各個(gè)位置處追蹤電量使用情況并判斷連接與斷開(kāi)設(shè)備的時(shí)間，對(duì)降低能耗具有重要意義;AwadS.Hanna、F.ASCE等人通過(guò)調(diào)查BIM在建筑電氣行業(yè)的實(shí)踐狀態(tài)，得出三條結(jié)論，即電氣承包廠商尚未提出實(shí)施BIM、總承包商應(yīng)花費(fèi)一定工程總造價(jià)占比來(lái)實(shí)現(xiàn)BIM、BIM能減少施工沖突并且加強(qiáng)協(xié)調(diào)。MatthewCobb等人利用CAD與BIM工具為高校進(jìn)行高效電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出各種電氣系統(tǒng)裝置和設(shè)備的平面布局。LonnyG.Simonian等人通過(guò)實(shí)踐調(diào)查證明了BIM技術(shù)對(duì)電氣承包商有益，并提出了具體到電氣承包商的建議和指導(dǎo)方針，用于實(shí)現(xiàn)MEP協(xié)調(diào)、規(guī)劃及預(yù)置過(guò)程。Haiy-anXie等人探討了BIM/MEP在施工各階段中的靈活運(yùn)用，以降低建筑環(huán)境對(duì)人類健康和自然環(huán)境的影響。

2.2國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)于BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究更偏向?qū)嵺`應(yīng)用方面，如BIM在各種類型建筑中的實(shí)踐應(yīng)用.BIM在電氣設(shè)計(jì)中的實(shí)施要點(diǎn)分析、BIM電氣族庫(kù)的運(yùn)用研究等方面。BIM電氣設(shè)計(jì)的實(shí)施流程主要分為前期準(zhǔn)備設(shè)計(jì)流程、后期檢查、出圖發(fā)布等階段，如圖1。前期準(zhǔn)備包含具備各類特性參數(shù)電氣族庫(kù)及協(xié)同設(shè)計(jì)或是獨(dú)立設(shè)計(jì)工作方式選擇;設(shè)計(jì)流程可分為工程可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)3個(gè)階段，其中可行性研究利用文字報(bào)告對(duì)項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)情況進(jìn)行說(shuō)明，初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)是在各個(gè)樓層平面上進(jìn)行電纜橋架等管線繪制與電氣設(shè)備布置;后期檢查主要利用設(shè)計(jì)人員自檢與軟件碰撞檢測(cè)功能，來(lái)檢測(cè)出電氣模型中存在的電力專業(yè)內(nèi)部以及與其他專業(yè)之間的設(shè)計(jì)沖突;出圖發(fā)布則是在模型完成后，對(duì)項(xiàng)目信息和項(xiàng)目參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，將三維模型批量導(dǎo)出轉(zhuǎn)換為二維施工圖。BIM在建筑工程電氣設(shè)計(jì)中的實(shí)施要點(diǎn)主要體現(xiàn)在電氣族庫(kù)、電氣平面、管線碰撞檢測(cè)3個(gè)方面。先根據(jù)實(shí)際需要選擇不同規(guī)格型號(hào)的電氣族庫(kù)后，再進(jìn)行平面建模設(shè)計(jì)并利用碰撞檢測(cè)分析問(wèn)題，以確保電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量。電氣族庫(kù)的運(yùn)用研究主要依據(jù)不同需求對(duì)系統(tǒng)族庫(kù)進(jìn)行修改與構(gòu)建，并通過(guò)注釋的方式為各種電氣族信息賦值，為后續(xù)負(fù)荷分析以及工程量統(tǒng)計(jì)提供幫助。

3對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用未來(lái)發(fā)展的展望

BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中給電氣專業(yè)工作流程帶來(lái)變化，如設(shè)計(jì)工作量前移增加了方案選擇與優(yōu)化等工作，管線綜合設(shè)計(jì)中增加了碰撞檢查工作內(nèi)容，信息建模增加了信息庫(kù)建設(shè)環(huán)節(jié)等。這些變化總體上而言都是有助于促進(jìn)建筑電氣設(shè)計(jì)朝著積極方向發(fā)展的。因此，隨著國(guó)內(nèi)社會(huì)對(duì)建筑電氣工程要求的不斷提升，BIM電氣設(shè)計(jì)將是未來(lái)主要的解決路徑。雖然其研發(fā)與實(shí)踐投入較大，但未來(lái)仍會(huì)成為設(shè)計(jì)單位與業(yè)主方研究的重點(diǎn)。所以現(xiàn)階段國(guó)家必須對(duì)BIM技術(shù)發(fā)展給予政策支持，以加快其應(yīng)用的普及進(jìn)程。此外，電氣專業(yè)具有高度數(shù)據(jù)化、較強(qiáng)邏輯關(guān)聯(lián)性等特點(diǎn)，所以其設(shè)計(jì)是對(duì)信息的深加工。而BIM技術(shù)的特點(diǎn)決定了計(jì)算機(jī)信息獲取可以被應(yīng)用其中，再結(jié)合相關(guān)關(guān)聯(lián)規(guī)則的建立以及計(jì)算機(jī)本身的強(qiáng)大運(yùn)算能力，使得BIM自動(dòng)化設(shè)計(jì)成為可能。因此，未來(lái)BIM電氣設(shè)計(jì)也將朝著自動(dòng)化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。

4結(jié)束語(yǔ)

建筑領(lǐng)域中隨著BIM技術(shù)及其軟件的不斷滲透，在電氣設(shè)計(jì)中全面應(yīng)用BIM技術(shù)已是大勢(shì)所趨。因此，相關(guān)領(lǐng)域必須認(rèn)準(zhǔn)趨勢(shì)，積極投身到BIM技術(shù)的研究與實(shí)踐中，如此方能不斷提高我國(guó)BIM技術(shù)整體運(yùn)用水平。

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